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电厂废水处理

发布时间:2011-12-14 14:23:08  中国污水处理工程网

随着我国水资源的紧张和环境保护要求的提高,电厂所面临的水资源问题和环境问题将日益突出,优化电厂废水处理工艺与技术,实现废水资源化,其社会效益与经济效益的意义非常深远。本文介绍几个电厂废水处理工程案例。

一、水解酸化+BAF工艺处理某电厂工业废水
采用水解酸化+曝气生物滤池(BAF)工艺处理某电厂废水。介绍了各处理构筑物、运行参数。运行结果表明,在进水COD、BOD5,SS的质量浓度分别为320~490,100~160,80~160mg/L,pH值为6~9时,用该工艺处理电厂废水,其出水水质可达《生活杂用水水质标准》(CJ25.1—89)的要求。该BAF工艺投资少,处理效率高,操作简单。无需投加化学药剂、不产生二次污染。
某总装机容量为700MW的电厂为节约用水,保护环境,增加经济效益,决定将全厂的车间设备清洗及地面冲洗、锅炉冲灰、厂区办公与车间的生活用水经处理后回用于冲厕、绿化和电厂的冷却系统等。废水的主要污染因子为悬浮物、有机污染物。排放量为600m3/d,平均处理废水水量为25m3/h。针对废水的水质情况和出水要求,决定采用水解酸化+曝气生物滤池(BAF)作为此项工程的核心处理工艺。现将工程设计运行结果介绍如下:
1原水及出水水质
设计水量为600m3/d,平均处理废水水量为25m3/h。
 
2工艺流程与工程设计
2.1工艺流程
 
厂区各处的废水经下水道进入调节水池,调节水池对来自不同区域的废水进行水质、水量的调节。调节池前设置格栅。废水再经提升泵进入水解酸化池,来提高废水的可生化性,减轻后续曝气生物滤池的冲击负荷,进而提高曝气生物滤池的处理效果。经过曝气生物滤池处理的出水自流入回用水池:反冲洗水经溢流排水槽排至调节池。
2.2单元设计
2.2.1调节池
预曝气调节池1座,调节池有效容积为200m3,HRT为8h,为防止原水厌氧腐化,池内设有穿孔曝气管,间歇曝气。这一方面可以降解部分有机物,另一方面起到使水质均匀的作用。
2.2.2水解酸化池
水解酸化池的HRT为3.8h。设计流量为25m3/h。有效容积为95m。池内上升流速为1.2m/h,池的有效高度为3.56m。考虑布水区高度和池内超高,池的实际水深为4.0m。水解酸化池的有效尺寸为7m×4m×4m。水解酸化池内设置弹性生物组合填料,填料高度3.0m。底部采用穿孑L管均匀布水的方式进水,孔口流速6.0m/s。
2.2.3曝气生物滤池(BAF)
曝气生物滤池由配水区、布水系统、承托层、曝气系统、滤料区、出水区、反冲洗系统组成,采用上向流进水的方式。滤池的总有效容积为42.6m3,HRT为1.7h。滤池内设置陶瓷烧结滤料,粒径为3~5mm,填料高度为4.0m,池内采用曝气器进行曝气,气水体积比为8:1。滤速为10m/h,BOD容积负荷为1.5kg/(m3·d),滤池中溶解氧质量浓度为5mg/L。

工艺流程
1、工艺流程确定
废水回用于循环冷却水系统,需重点解决以下问题:
(1)防止某些杂质离子对系统中管材的腐蚀,主要控制cl-的含量。
(2)防止产生生物污泥,使系统中铜管发生堵塞或产生污泥下的腐蚀,主要应控制COD、悬浮物和细菌的数量。由表1可见,废水中的cl-已达到回用要求,可不必考虑。经现场调研得知,电厂定期在工业循环水中投加杀菌剂,则再生水中细菌数量也不必考虑。因此,本工程主要处理对象是废水的pH、COD和悬浮物。
 
2、工艺流程简介
各路废水通过格栅汇集到调节池中,在调节池顶设吸泥机,废水在调节池内初步沉淀后,由废水提升泵送人气浮池。在气浮池进水管投加凝聚剂,废水中胶体和微小悬浮物通过混凝反应生成小颗粒矾花,被细微气泡携带浮上水面,由刮渣机刮除,而清水则由气浮池下部集水管汇集自流进人V型滤池。V型滤池滤后水进人中间水池,通过中间水泵送人清水池,在中间水泵出口投加Na3PO4调整清水pH值。最终产品水由清水泵送至工业循环冷却水池。

二、火电厂工业废水处理
工业废水亦称工业总排废水,包括工业冷却水排水、化学水处理系统酸碱再生废水、过滤器反洗废水、锅炉清洗废水、输煤冲洗和除尘废水、含油废水、冷却塔排污废水等。由于工业废水的种类多,各类废水的污染物种类、含量和排量不固定,致使工业废水的成分相当复杂,其主要污染物有:悬浮物、油、有机物和硫化物等,这类废水排入受纳水体将会引起不同程度的环境污染,造成生态破坏。
1.再生废水处理
离子交换设备在再生和冲洗时,会产生一部分再生废水,其废水量约为处理水量的1%,这部分废水虽然水量不大,但水质很差,常含有大量的酸、碱,有机物含量也很高。目前许多电厂常用中和池来处理再生过程中所排放的废酸、废碱液。由于酸碱中和反应的非线性特性、阴阳离子交换器运行周期不同步性、每周期再生时的排酸和排碱量不确定性等因素,使得中和池运行效果不太理想,排水的pH值不稳定,中和时间过长,能耗、酸碱耗高。禹贯省…对再生废水中和方法进行了改进,采用布局合理的空气搅拌系统处理酸碱废水,中和时间缩短到原来的1/60,而中和费用只为原来的1/3。对于酸碱再生废水中有机物的处理,王罗春等利用Fenton试剂对离子交换树脂再生废水进行催化氧化处理,取得了很好的效果,COD去除率达70%以上。此外,由于中和池废水pH超标问题较难控制,国内已有很多电厂将中和池废水引入冲灰系统,排入冲灰管路,由灰浆泵直接排至灰厂。
2.炉清洗废液处理
锅炉清洗废液是火力发电厂新建锅炉清洗和运行锅炉周期性清洗时排放的酸洗废液和钝化废液的总称。其排放时间短、污染物浓度高、污染物浓度变化大,直接排放对环境的影响较大。酸洗废液中主要含有游离酸(如盐酸、氢氟酸、EDTA和柠檬酸等)、缓蚀剂、钝化剂(如磷酸三钠、联氨、丙酮肟和亚硝酸钠等)及大量溶解物质(如Fe、cu、ca和Mg等)。目前锅炉清洗废液处理方法主要有:
(1)炉内焚烧法:在炉内高温条件下,使有机物分解成二氧化碳和水蒸气,废水中的重金属被氧化成不溶于水的金属氧化物微粒。马鞍山第二发电厂进行了锅炉柠檬酸废液的焚烧试验,燃烧过程中柠檬酸基本上完全分解,灰、渣水中COD只略有增加,方法安全,可靠易行。
(2)化学氧化分解法:在酸洗废液中,添加一定过量的氧化剂(如HO、NaC10、(NH)SO。),使COD氧化降解,同时也有利于金属离子的沉淀。文献报道,HO可使盐酸洗炉废液的COD值从g000mg/L降低至100mg/L以下,处理后期再加入氧化剂(NH)sO。,搅拌2h,COD值则会降到10mg/L以下。
(3)吸附法:废液中的COD可采用活性炭或粉煤灰吸附的方法去除。粉煤灰是燃煤电厂的废弃物,粒度小,比表面积大,具有很强的吸附作用,同时兼有中和、沉淀和混凝等特性,而且以废治废,处理费用也低,有很好的应用前景。原建军等利用电厂粉煤灰处理锅炉酸洗废液,COD去除率可达78.8%,对Fe、Cu等金属盐的去除率达99%。漳泽发电厂对利用粉煤灰及除灰系统处理锅炉酸洗废液的方法进行了多次试验和应用,取得了较好的效果,灰场排人废酸液并没有使水质变坏,灰水碱度略有降低,pH值由11.16降低为1O.3O。
(4)化学处理法(CECP法):该法流程为凝聚、化学沉淀及pH调节过程。文献报道,石灰处理法在pH值为1O一12时可使废液中的Fe、cu等金属去除达到标准排放浓度(1mg/L)以下。
(5)活性污泥法:利用微生物对有机物的降解、分解作用,将一部分有机物降解、分解为二氧化碳和水等无机物,一部分有机物作为微生物自身代谢的营养物质,从而使废水的有机物被除去。文献报道将锅炉柠檬酸酸洗废液和电厂生活污水进行活性污泥法联合处理,COD和BOD的去除率可达90%以上。
3.场及输煤系统排水处理
煤场及输煤系统排水包括煤场的雨水排水、灰尘抑制水和输煤设备的冲洗等,其SS、pH和重金属的含量可能超标。火力发电厂输煤系统冲洗水比较污浊,带有大量煤粉。国外电厂处理煤场排水的工艺流程一般为:从煤场雨排水汇集来的水,先用石灰进行中和处理,然后加入高分子凝聚剂进行混凝沉淀处理,澄清水排人受纳水体或再利用。国内很多电厂都设置了煤水沉淀池,经沉淀的输煤冲洗水用泵打人冲灰渣系统,这一措施有效地解决了输煤冲洗黑水所造成的污染问题,是该种废水再利用较为经济的途径之一。针对火力发电厂煤场废水的特点,马悦红等研究设计了序批式煤水回收处理工艺,对于浓度在1000—3000mg/L的煤场废水,处理后的出水浊度可降至20NTU以下,工艺系统简单,投资小,可完全满足回收要求。

三、火电厂生活污水处理
火电厂生活污水的处理方法与城市生活污水类似,但电厂生活污水中污染物浓度较低,BOD和ss一般在20~30mg/L,传统的活性污泥处理法适用于污染物浓度高、水质稳定的污水,而用于火电厂生活污水处理基本上无法运行,由于有机物浓度较低,调试启动与运行困难,有时要人为地往污水中加入有机物进行调整(如粪便等),但生化处理效果仍不理想。
有些电厂生化处理设施只能起到二级沉淀和曝气作用,造成相应系统设备闲置、浪费。采用生物接触氧化法是解决此类生活污水处理的有效途径,即在处理池中设置填料并长满生物膜,污水以一定速度流经其中,在充氧条件下,与填料接触的过程中,有机物被生物膜上附着的微生物所降解,从而达到污水净化的目的。低浓度下接触氧化池中生物膜能否形成及成膜后能否保持稳定的活性是接触氧化法处理的关键。吴碧君等¨对低浓度电厂生活污水处理进行了研究,在低浓度下培养并驯化生物膜,CODBOD的去除率分别达到75%和85%。近几年来,国内很多电厂对生活污水的回用给予高度重视,接触氧化处理后的电厂生活污水可作为中水使用,用于电厂绿化用水、冲洗用水等,对于水资源紧缺的电厂也可考虑将处理后的生活污水再进一步深度处理用作电厂循环冷却水系统的补充水。此外,生活污水也可用于冲灰水系统。如某电厂等将生活污水用泵打人输渣管道,送人渣场进行澄清过滤,澄清水用作冲灰水闭路循环系统的补充水。
生活污水的处理方法有:
生物接触氧化法、氧化絮凝复合床(OFR)处理法、厌氧一缺氧—好氧生物脱氮除磷工艺(AAO工艺)等。
1.生物接触氧化法
该法处理生活污水的原理是:在处理池中设置填料,填料上长满生物膜,污水以一定流速流入其中,在充氧条件下,与填料接触的过程中,有机物被生物膜上附着的微生物所降解,从而使污水得以净化。具体参见http://www.topicons.com更多相关技术文档。
 
2.氧化絮凝复合床(OFR)处理法
此法的利用机理主要是基于电解生成H202后迅速产生的羟基自由基(·OH)对水中有机物的强氧化作用。其反应过程如下:
吸附在催化剂表面的02捕获电子,形成过氧自由基离子·02-,然后通过溶液内的一系列反应形成H202:
氧化絮凝复合床装置是从三维电极出发,巧妙配以催化氧化技术而构成的高新水处理技术。此装置具有系统简单、运行稳定、操作维护方便:占地面积小、运行费用低:处理效果良好,污泥排放少,无二次污染等特点。

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